DE102010033432B3 - Method for transmitting multicast data packets by a switch - Google Patents

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DE102010033432B3 DE201010033432 DE102010033432A DE102010033432B3 DE 102010033432 B3 DE102010033432 B3 DE 102010033432B3 DE 201010033432 DE201010033432 DE 201010033432 DE 102010033432 A DE102010033432 A DE 102010033432A DE 102010033432 B3 DE102010033432 B3 DE 102010033432B3
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übermittlung von Multicast-Datenpaketen durch einen Switch (S), wobei der Switch (S) Multicast-Frames über zumindest einen Eingangsport (P1) von einem Absender (H1) empfängt und die Multicast-Frames über zumindest einen Ausgangsport (PA) an einen Empfänger (H2, H3) weiterleitet, wobei der Switch (S) einen Speicherbaustein umfasst, in dem eine Adresstabelle (ATU) gespeichert ist, wobei in der Adresstabelle (ATU) eine MAC-Adresse (MAC) eines Netzwerkteilnehmers (H1, H2, H3) und ein dazugehöriger Portvektor eingetragen wird, wobei der Portvektor den Port (P1, P2, P3) beschreibt über den der Netzwerkteilnehmer (H1, H2, H3) erreicht wird, und wobei der Switch (S) eine Rechnereinheit (CPU) umfasst, welche die Einträge in der Adresstabelle (ATU) vornimmt und wobei die vom Absender (H1) am Eingangsport (P1) eingehenden Multicast-Frames an die Rechnereinheit (CPU) weitergeleitet werden und die Rechnereinheit (CPU) das Multicast-Datenpaket in die Adresstabelle (ATU) einträgt, und die Rechnereinheit (CPU) als zugehörigen Portvektor einen Nullvektor für das Multicast-Datenpaket einträgt, so dass die eingehenden Multicast-Frames an keinen Ausgangsport (P1, P2, P3) mehr weitergeleitet werden.The invention relates to a method for the transmission of multicast data packets by a switch (S), the switch (S) receiving multicast frames from at least one input port (P1) from a sender (H1) and the multicast frames via at least one output port (PA) forwards to a receiver (H2, H3), the switch (S) comprising a memory module in which an address table (ATU) is stored, the address table (ATU) containing a MAC address (MAC) of a network subscriber ( H1, H2, H3) and an associated port vector is entered, the port vector describing the port (P1, P2, P3) via which the network subscriber (H1, H2, H3) is reached, and wherein the switch (S) is a computer unit ( CPU), which makes the entries in the address table (ATU) and the multicast frames arriving from the sender (H1) at the input port (P1) are forwarded to the computer unit (CPU) and the computer unit (CPU) the multicast data packet in the Enter the address table (ATU), and the computer unit (CPU) enters an null vector for the multicast data packet as the associated port vector, so that the incoming multicast frames are no longer forwarded to an output port (P1, P2, P3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übermittlung von Multicast-Datenpaketen durch einen Switch, wobei der Switch Multicast-Frames über zumindest einen Eingangsport von einem Absender empfängt und die Multicast-Frames über zumindest einen Ausgangsport an einen Empfänger weiterleitet, wobei der Switch einen Speicherbaustein umfasst, in dem eine Adresstabelle gespeichert ist, wobei in der Adresstabelle eine MAC-Adresse eines Netzwerkteilnehmers und ein dazugehöriger Portvektor eingetragen wird, wobei der Portvektor den Port beschreibt über den der Netzwerkteilnehmer erreicht wird, und wobei der Switch eine Rechnereinheit umfasst, welche die Einträge in der Adresstabelle vornimmt.The invention relates to a method and a device for transmitting multicast data packets through a switch, wherein the switch receives multicast frames via at least one input port from a sender and forwards the multicast frames via at least one output port to a receiver, wherein the switch Memory module includes, in which an address table is stored, wherein in the address table, a MAC address of a network participant and an associated port vector is entered, wherein the port vector describes the port over which the network subscriber is reached, and wherein the switch comprises a computer unit, which the Makes entries in the address table.

Ein Switch wird benötigt, um Netzwerkteilnehmer in einem Netzwerk, beispielsweise in einem Ethernet-Netzwerk, miteinander zu verbinden und Datenpakete zwischen den Netzwerkteilnehmern weiterzuleiten.A switch is needed to connect network participants in a network, for example in an Ethernet network, and to forward data packets between the network participants.

Da Datenpakete sehr groß sein können, werden sie in einzelne Frames zerlegt, die hintereinander sequenziell übermittelt werden. Im Ethernet werden die Frames auch Ethernet-Frames genannt.Because data packets can be very large, they are split into individual frames that are transmitted sequentially one after the other. In Ethernet, the frames are also called Ethernet frames.

Stand der TechnikState of the art

Ein Switch dient als Vermittler in einem Netzwerk. Er leitet Frames von einem Absender an einen Empfänger oder von einem Knotenpunkt zu Knotenpunkt im Netzwerk weiter.A switch serves as an intermediary in a network. It forwards frames from a sender to a receiver or from node to node in the network.

Frames, die von einem Absender innerhalb eines Ethernet-Netzwerks verbreitet werden, werden in den verschiedensten Formaten versandt. Weit verbreitete Formate sind z. B. IPv4 oder IPv6.Frames distributed by a sender within an Ethernet network are sent in a variety of formats. Widely used formats are z. For example, IPv4 or IPv6.

Ein Switch braucht in der Regel nicht konfiguriert werden. Sobald er Frames empfängt, wird eine so genannte Mac-Adresse des Absenders und ein zugehöriger, so genannter Portvektor in eine Adresstabelle des Switch eingetragen. Dies wird weiter unten noch genauer beschrieben. Wird eine zugehörige Zieladresse in der Adresstabelle gefunden, werden die Frames direkt an den Empfänger weitergeleitet.A switch usually does not need to be configured. As soon as it receives frames, a so-called Mac address of the sender and an associated so-called port vector are entered in an address table of the switch. This will be described in more detail below. If an associated destination address is found in the address table, the frames are forwarded directly to the receiver.

Es gibt verschiedenartige Frames:

  • a) Es gibt so genannte „Broadcast-Frames”, die von einem Absender am Switch eingehen und grundsätzlich an alle Ausgangsports des Switch geleitet werden.
  • b) Außerdem sind so genannte „Punkt-zu-Punkt Messages” möglich, bei denen Frames von einem Absender an einen bestimmten Empfänger weitergeleitet werden.
  • c) Und die so genannten „Multicast-Frames” werden von einem Absender in der Regel an mehrere Empfänger geleitet.
There are different types of frames:
  • a) There are so-called "broadcast frames", which are received by a sender at the switch and are routed to all output ports of the switch.
  • b) In addition, so-called "point-to-point messages" are possible in which frames are forwarded from a sender to a specific recipient.
  • c) And the so-called "multicast frames" are usually routed from one sender to several recipients.

Für das Weiterleiten von Multicast-Frames im Ethernet-Netzwerk wurde für den IPv4-Adressbereich ein eigener Adressraum festgelegt. Dieser ist in der Fachwelt unter Class-D Netz bekannt.For forwarding multicast frames in the Ethernet network, a separate address space has been defined for the IPv4 address range. This is known in the art under Class-D network.

In diesem Dokument soll hauptsächlich das Weiterleiten von letztgenannten Multicast-Frames behandelt werden.This document mainly deals with the forwarding of the latter multicast frames.

Um Frames von Multicast-Datenpaketen weiterzuleiten wurden verschiedene Strategien entwickelt.Various strategies have been developed to forward frames of multicast data packets.

Beim so genannten „Dense-Mode” werden die am Switch eingehenden Multicast-Frames so lange auf alle Ausgangsports des Switch weitergeleitet, bis eine Anfrage von einem Empfänger am Switch eingeht, der das Multicast-Datenpaket oder einen Teil davon empfangen möchte.In so-called "Dense Mode", the multicast frames arriving at the switch are forwarded to all output ports of the switch until a request is received from a receiver at the switch who wishes to receive the multicast data packet or a part thereof.

Nachteil dabei ist, dass das pauschale Weiterleiten der Multicast-Frames auf alle Ausgangsports die Netzlast unnötig erhöht. Die Netzlast wird über den Anteil der Frames, die gleichzeitig am Switch einlaufen, definiert. Bei gleichzeitig einlaufenden Frames spricht man auch von einer Kollision.The disadvantage here is that the global forwarding of the multicast frames to all output ports unnecessarily increases the network load. The network load is defined by the proportion of frames that arrive at the switch at the same time. With incoming frames at the same time, one speaks of a collision.

Die US 6754211 B1 offenbart ein Verfahren zur Weiterleitung von Multicast-Datenpaketen bei Switches. Das eingehende Multicast-Datenpaket wird im Speicher des Switch gespeichert und ein Weiterleitungsvektor von der Multicast-Weiterleitungslogik bestimmt und an die Ausgangslogig weitergeleitet.The US Pat. No. 6754211 B1 discloses a method for forwarding multicast data packets to switches. The incoming multicast data packet is stored in the memory of the switch and a forwarding vector is determined by the multicast forwarding logic and forwarded to the outbound logic.

Die US 2003/0202513 A1 zeigt einen Switch. In einer Adresstabelle des Switch wird geprüft, ob die Zieladresse eines empfangenen Datenpaketes dort vorhanden ist. Wenn es sich um ein Multicast-Datenpaket handelt, werden die Daten enstprechend dem in der Tabelle eingetragenem Portvektor weitergeleitet.The US 2003/0202513 A1 shows a switch. An address table of the switch checks whether the destination address of a received data packet is present there. If it is a multicast data packet, the data is forwarded according to the port vector entered in the table.

Die DE 10196447 T5 offenbart ein Verfahren zum Weiterleiten von Multicast-Datenpaketen mit einer Eingangsmaschine und einer Ausgangsmaschine. Die Eingangsmaschine erfasst und verarbeitet die Anfangsblöcke indem empfangenen Datenpaket, bestimmt aus dem erfassten Anfangsblock, an welchen Ausgangsport das Datenpaket weiterzuleiten ist und erzeugt einen Weiterleitungsvektor für das Datenpaket. Der Weiterleitungsvektor ist ein Bitmap, wobei jedem der mehreren Ausgangsports ein Bit entspricht, das angibt, ob das Datenpaket an diesen Ausgangsport weiterzuleiten ist.The DE 10196447 T5 discloses a method for forwarding multicast data packets to an input engine and an output engine. The input engine detects and processes the headers in the received data packet, determined from the detected header, to which output port the data packet is to be forwarded and generates a forwarding vector for the data packet. The forwarding vector is a bitmap, with each of the multiple output ports corresponding to one bit, indicating whether the data packet is to be forwarded to this output port.

Beim so genannten „Sparse-Mode” werden die Multicast-Frames zunächst zu keinem Ausgangsport weitergeleitet. Erst wenn eine Anfrage von einem Empfänger am Switch eingeht, werden die Multicast-Datenpakete an den Ausgangsport des Switch geleitet, der zu diesem Empfänger führt.In the so-called "sparse mode", the multicast frames are first forwarded to no output port. Only when a request from a receiver arrives at the switch will the multicast data packets be routed to the output port of the switch leading to that receiver.

Im Sparse-Mode werden die Multicast-Frames sofort abgefangen, bevor sie erstmalig an die Ausgangsports des Switch geleitet werden.In sparse mode, the multicast frames are immediately intercepted before being routed to the output ports of the switch for the first time.

Der Sparse-Mode hat Vorteile gegenüber dem Dense-Mode, weil er die Ausgangsports des Switches bei eingehenden Multicast-Frames nicht unnötig blockiert. Allerdings erfordert ein Switch, der im Sparse-Mode arbeiten kann, eine spezielle Hardware-Architektur. Diese spezielle Hardware-Architektur ist wesentlich teurer als die Standard Hardware-Architektur die ein Switch für den Dense-Mode benötigt.The sparse mode has advantages over the dense mode, because it does not unnecessarily block the output ports of the switch on incoming multicast frames. However, a switch that can work in sparse mode requires a special hardware architecture. This special hardware architecture is much more expensive than the standard hardware architecture that a switch needs for the dense mode.

Ein Fachmann kennt die unterschiedlichen Hardware-Architekturen der verschiedenen Switche.A person skilled in the art knows the different hardware architectures of the various switches.

Aufgabenstellungtask

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin ein Verfahren zur Weiterleitung von Multicast-Datenpaketen über einen Switch vorzuschlagen, der Multicast-Datenpakete weiterleitet, ohne die Netzlast des jeweiligen Netzwerks unnötig zu erhöhen.The object of the invention is to propose a method for forwarding multicast data packets via a switch, which forwards multicast data packets without unnecessarily increasing the network load of the respective network.

Außerdem soll es möglich sein, Switche nachträglich zu der erfindungsgemäßen Weiterleitung von Multicast-Datenpaketen nachträglich, beispielsweise durch ein Software-Update, zu befähigen.In addition, it should be possible to retrofit switches later to the forwarding of multicast data packets according to the invention, for example, by a software update to enable.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die vom Absender am Eingangsport eingehenden Multicast-Frames an die Rechnereinheit weitergeleitet werden und die Rechnereinheit das Multicast-Datenpaket in die Adresstabelle einträgt, und die Rechnereinheit als zugehörigen Portvektor einen Nullvektor für das Multicast-Datenpaket einträgt, so dass die eingehenden Multicast-Frames an keinen Ausgangsport mehr weitergeleitet werden.The object is achieved in that the incoming from the sender at the input port multicast frames are forwarded to the computer unit and the computer unit enters the multicast data packet in the address table, and the computer unit as the associated port vector enters a zero vector for the multicast data packet, so that the incoming multicast frames are no longer forwarded to any output port.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Alle Frames, die am Eingansport des Switch eingehen, werden automatisch auch der Rechnereinheit des Switch – über einen eigens dafür vorgesehenen Port – zugeleitet. Aufgrund ihrer IPv4-Adresse können diese Frames beispielsweise als Multicast-Frames von der Rechnereinheit identifiziert werden.All frames that arrive at the input port of the switch are automatically forwarded to the computer unit of the switch - via a dedicated port. Due to their IPv4 address, these frames can be identified, for example, as multicast frames by the computer unit.

Bei eingehenden Frames trägt die Rechnereinheit die MAC-Adresse des Absenders in die Adresstabelle des Switch ein. Zusätzlich zu der MAC-Adresse des Absenders wird in die Adresstabelle der so genannter Portvektor eingetragen, der den Port beschreibt, über den der Absender erreichbar also mit dem Switch verbunden ist.For incoming frames, the computer unit enters the sender's MAC address in the address table of the switch. In addition to the MAC address of the sender, the so-called port vector is entered into the address table, which describes the port via which the sender can be reached, that is, connected to the switch.

Die IPv4-Adresse der vom Absender am Switch eingehenden Multicast-Frames wird dazu benutzt, um die Multicast-Frames ebenfalls in die Adresstabelle einzutragen. Aus der IPv4-Adresse der Multicast-Frames kann eine so genannte Pseudo MAC-Adresse berechnet werden. Diese Pseudo Mac-Adresse wird ebenfalls in die Adresstabelle des Switch eingetragen.The IPv4 address of the multicast frames received by the sender at the switch is used to enter the multicast frames in the address table as well. From the IPv4 address of the multicast frames, a so-called pseudo MAC address can be calculated. This pseudo mac address is also entered in the address table of the switch.

Jetzt werden die Multicast-Frames vom Switch an einen Ausgangsport weitergeleitet, der zum anfragenden Netzwerkteilnehmer (Empfänger) führt.Now the multicast frames are forwarded by the switch to an output port leading to the requesting network participant (receiver).

Vorteilhafterweise trägt die Rechnereinheit für die Multicast-Datenpakete zusätzlich zur Pseudo MAC-Adresse und dem dazugehörigen Portvektor einen statischen Zeitstempel in die Adresstabelle ein. Dadurch wird der Eintrag nicht nach einem bestimmten Zeitintervall gelöscht, wie dies üblicherweise bei Einträgen mit einem definierten Zeitstempel geschieht.Advantageously, the computer unit for the multicast data packets in addition to the pseudo MAC address and the associated port vector enters a static time stamp in the address table. As a result, the entry is not deleted after a certain time interval, as usually happens with entries with a defined timestamp.

Es können in der Adresstabelle des Switch mehrere statische Zeiteinträge (static) vorhanden sein, beispielsweise weil mehrere Multicast-Datenpakete am Switch eingegangen sind. Dann ist es sinnvoll den Zeitstempel von Multicast-Datenpaketen, die seit längerem nicht angefragt wurden, von statisch in einen definierten Zeitstempel zu ändern, so dass diese – wie auch andere Einträge – nach einer definierten Zeitspanne aus der Adresstabelle entfernt werden.There may be several static time entries (static) in the address table of the switch, for example because several multicast data packets have arrived at the switch. Then it is useful to change the timestamp of multicast data packets that have not been requested for a long time from static to a defined timestamp, so that these - as well as other entries - are removed from the address table after a defined period of time.

Besonders vorteilhaft ist es in der Adresstabelle (ATU) statische Zeitstempel durch einen definierten Zeitstempel zu ersetzen, sobald eine gewisse Anzahl an statischen Einträgen in der Adresstabelle vorhanden ist. Die Adresstabelle eines Switch verfügt lediglich über eine begrenzte Kapazität. Beispielsweise ist die Zahl n die maximale Kapazität von statischen Einträgen in der Adresstabelle. Sobald diese Anzahl erreicht ist, wird eine Anzahl von m Einträgen in der Adresstabelle von statisch in definiert geändert. Die Zahl m ist kleiner als die Zahl n, wobei beide Zahlen ganzzahlig sind.It is particularly advantageous in the address table (ATU) to replace static time stamps with a defined time stamp as soon as a certain number of static entries are present in the address table. The address table of a switch has only a limited capacity. For example, the number n is the maximum capacity of static entries in the address table. Once this number is reached, a number of m entries in the address table is changed from static to defined. The number m is smaller than the number n, where both numbers are integers.

Vorteilhafterweise ist die Zahl m 10% von der Zahl n. Beispielsweise wird ein Eintrag (m gleich 1) von statisch auf definiert gesetzt, wenn die Zahl n gleich 10 ist.Advantageously, the number m is 10% of the number n. For example, an entry (m equal to 1) is set from statically to defined if the number n is equal to 10.

Durch die erfindungsgemäße Umprogrammierung des Switch wird dieser in besonderer Weise dazu befähigt das oben beschriebene Datenübertragungsverfahren durchzuführen. Due to the reprogramming of the switch according to the invention, the latter is enabled in a special way to carry out the data transmission method described above.

Die Software, die den Switch zum erfindungsgemäßen Datenübertragungsverfahren befähigt, ist vorteilhafterweise auf einem Datenträger gespeichert, der vom Switch ausgelesen werden kann. Dies kann beispielsweise ein USB-Stick sein, der an eine USB-Schnittstelle des Switch andockbar ist und so die Software auf den Switch und dessen Steuerungselemente überträgt.The software that enables the switch to the data transmission method according to the invention is advantageously stored on a data carrier that can be read out by the switch. This can be, for example, a USB stick which can be docked to a USB interface of the switch and thus transfers the software to the switch and its control elements.

Ausführungsbeispielembodiment

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be explained in more detail below. It shows:

1 Ein Blockschaltbild eines Ethernet-Netzwerks. 1 A block diagram of an Ethernet network.

Die 1 zeigt das Blockschaltbild eines einfachen Ethernet-Netzwerks mit drei Netzwerkteilnehmern H1, H2, H3, die über einen Switch S1 miteinander gekoppelt sind.The 1 shows the block diagram of a simple Ethernet network with three network participants H1, H2, H3, which are coupled to each other via a switch S1.

Die Frames der Datenpakete werden hier nach dem IP-Multicast-Verfahren übermittelt. IP-Multicast ist eine Daten-Verteilungs-Methode, bei der der IP-Datenverkehr von einem oder von mehreren Netzwerkteilnehmern an mehrere Abnehmer (man spricht von Multicast-Gruppe) gleichzeitig gesendet wird. Für das IP-Multicast steht der oben bereits erwähnte IPv4-Adress-Bereich von 224.0.0.0 bis zu 239.255.255.255 zur Verfügung. IPv4-Multicast arbeitet mit Multicast-Adressen. Diese bestehen aus IP-Adressen und aus so genannten Pseudo-MAC-Adressen (PMAC). Die IPv4-Adressen werden auf die Pseudo MAC-Adressen abgebildet. Im IPv4-Multicast haben die Pseudo-MAC-Adressen den Adressbereich 01-00-5e-00-00-00 bis 01-00-5e-7f-ff-ff.The frames of the data packets are transmitted here according to the IP multicast method. IP multicast is a data distribution method in which the IP traffic is sent from one or more network participants to multiple customers (called a multicast group) simultaneously. For IP multicast, the above-mentioned IPv4 address range from 224.0.0.0 to 239.255.255.255 is available. IPv4 multicast works with multicast addresses. These consist of IP addresses and so-called pseudo MAC addresses (PMAC). The IPv4 addresses are mapped to the pseudo MAC addresses. In IPv4 multicast, the pseudo MAC addresses have the address range 01-00-5e-00-00-00 to 01-00-5e-7f-ff-ff.

Im Folgenden wird anhand dieses Ethernet-Netzwerks beispielhaft die erfindungsgemäße Übermittlung von Multicast-Frames veranschaulicht: Der Teilnehmer H1 sendet Multicast-Frames mit der Multicast-Gruppe 225.1.1.1 aus. Aus der IPv4-Adresse 225.1.1.1 resultiert die Pseudo MAC-Adresse (PMAC) 01:00:5e:01:01:01.In the following, the transmission according to the invention of multicast frames is illustrated by way of example with reference to this Ethernet network: Subscriber H1 transmits multicast frames with multicast group 225.1.1.1. The IPv4 address 225.1.1.1 results in the pseudo MAC address (PMAC) 01: 00: 5e: 01: 01: 01.

Das vom Netzwerkteilnehmer H1 ausgesendete Multicast-Datenpaket geht in Form einzelner Frames sequentiell auf dem Eingansport P1 am Switch S ein. Der Netzwerkteilnehmer H1 wird in der Adresstabelle ATU des Switch S1 mit seiner MAC-Adresse 01:00:FC:01:01:01, dem Portvektor 00000000001 und dem Zeitstempel 00:00:12 eingetragen.The multicast data packet sent out by the network participant H1 enters the input port P1 on the switch S sequentially in the form of individual frames. The network subscriber H1 is entered in the address table ATU of the switch S1 with its MAC address 01: 00: FC: 01: 01: 01, the port vector 00000000001 and the time stamp 00:00:12.

Der eingehende Multicast-Frame wird vom Switch S zunächst an alle Ausgangsports (hier P2, P3) weitergeleitet. Außerdem wird der Frame über einen speziellen Port (hier P11), einem so genannten CPU-Port, der Rechnereinheit (CPU) des Switch S zugeleitet.The incoming multicast frame is first forwarded by the switch S to all output ports (here P2, P3). In addition, the frame is sent via a special port (here P11), a so-called CPU port, to the processor unit (CPU) of the switch S.

Die Rechnereinheit CPU erkennt, dass es sich bei dem eingehenden Frame um einen Multicast-Frame handelt. Die Rechnereinheit CPU greift über eine geeignete Datenleitung DL auf die Adresstabelle ATU des Switch S zu und trägt das Multicast-Datenpaket in die Adresstabelle ein. Bei der geeigneten Datenleitung handelt es sich typischerweise um einen Ethernet Datenbus (Schnittstelle MDIO).The computer unit CPU recognizes that the incoming frame is a multicast frame. The computer unit CPU accesses the address table ATU of the switch S via a suitable data line DL and enters the multicast data packet into the address table. The suitable data line is typically an Ethernet data bus (MDIO interface).

Aus dem IPv4-Adress-Bereich der eingehenden Multicast-Frames wird von der Rechnereinheit die zugehörige Pseudo MAC-Adresse 01:00:5e:01:01:01 (PMAC) errechnet. Das Multicast-Datenpaket wird in der Adresstabelle ATU mit der Pseudo MAC-Adresse des Frames und einem statischen Zeitstempel „static” versehen.The pseudo MAC address 01: 00: 5e: 01: 01: 01 (PMAC) is calculated by the computer unit from the IPv4 address area of the incoming multicast frames. The multicast data packet is provided in the address table ATU with the pseudo MAC address of the frame and a static time stamp "static".

Der Zeitstempel static sorgt dafür, dass das Multicast-Datenpaket nicht nach einer gewissen Zeitspanne automatisch aus der Adresstabelle (ATU) ausgetragen wird. Zusätzlich zur Pseudo MAC-Adresse (PMAC) und dem Zeitstempel static wird dem Multicast-Datenpaket ein Nullvektor 00000000000 als Portvektor zugeordnet. Dieser Portvektor 00000000000 sorgt dafür, dass die Multicast-Frames an keinen Ausgangsport P2, P3 des Switch mehr weitergeleitet werden. Auch der Port P11 für die Rechnereinheit wird dann von eingehenden Multicast-Frames verschont.The time stamp static ensures that the multicast data packet is not automatically removed from the address table (ATU) after a certain period of time. In addition to the pseudo MAC address (PMAC) and the time stamp static, a zero vector 00000000000 is assigned to the multicast data packet as a port vector. This port vector 00000000000 ensures that the multicast frames are no longer forwarded to any output port P2, P3 of the switch. The port P11 for the computer unit is then spared from incoming multicast frames.

Neben der Hardware-Adresse, dem Portvektor und dem Zeitstempel enthält die Adresstabelle noch weitere Einträge. Die weiteren Einträge sind aber für dieses Beispiel nicht weiter von Belang und werden daher auch nicht weiter erwähnt.In addition to the hardware address, the port vector and the time stamp, the address table also contains further entries. The other entries are not relevant for this example and are therefore not mentioned further.

Wenn ein Netzwerkteilnehmer H2, H3 das Multicast-Datenpaket oder einen Teil davon vom Teilnehmer H1 empfangen möchte, sendet der Teilnehmer H2 und/oder H3 eine Anfrage, einen so genannten Membership-Report, in das Netzwerk, die vom Switch 51 empfangen wird.When a network subscriber H2, H3 wishes to receive the multicast data packet or a part thereof from the subscriber H1, the subscriber H2 and / or H3 sends a request, a so-called membership report, to the network which is received by the switch 51.

Der anfragende Netzwerkteilnehmer H2 und/oder H3 wird ebenfalls in der Adresstabelle ATU eingetragen. Dieser Netzwerkteilnehmer H2 und/oder H3 bekommt einen definierten Zeitstempel zugeordnet. Der definierte Zeitstempel sorgt dafür, dass der Teilnehmer aus der Adresstabelle entfernt wird, wenn nach einer gewissen Zeitspanne keine Kommunikation mit ihm erfolgt ist.The requesting network participant H2 and / or H3 is also entered in the address table ATU. This network participant H2 and / or H3 gets assigned a defined timestamp. The defined timestamp ensures that the subscriber is removed from the address table if no communication with him has taken place after a certain period of time.

In dem hier gezeigten Beispiel wird das Multicast-Datenpaket vom Netzwerkteilnehmer H3 angefragt. Die MAC-Adresse 00:11:FC:00:00:03 (MAC) des Netzwerkteilnehmers H3 wird in die Adresstabelle mit einem definierten Zeitstempel 00:00:15 eingetragen.In the example shown here, the multicast data packet is requested by the network participant H3. The MAC address 00: 11: FC: 00: 00: 03 (MAC) of the network node H3 is entered in the address table with a defined time stamp 00:00:15.

Die Anfrage wird auch über den CPU-Port P11 an die Rechnereinheit gesendet. Die Rechnereinheit verändert den Portvektor des Multicast-Datenpakets in der Adresstabelle ATU des Switch zu 00000000100, so dass das die Frames des Multicast-Datenpakets zu den anfragenden Netzwerkteilnehmer H3 weitergeleitet werden.The request is also sent via the CPU port P11 to the computer unit. The computer unit changes the port vector of the multicast data packet in the address table ATU of the switch to 00000000100, so that the frames of the multicast data packet are forwarded to the requesting network subscribers H3.

Wird das Multicast-Datenpaket gleichzeitig von den Netzwerkteilnehmern H2 und H3 angefragt, werden die einzelnen Frames des Paketes auch gleichzeitig an die Ports P2 und P3 geleitet. Der dem Multicast-Datenpaket zugeordnete Portvektor wird von der Rechnereinheit des Switch in der Adresstabelle ATU entsprechend eingetragen.If the multicast data packet is simultaneously requested by the network subscribers H2 and H3, the individual frames of the packet are also routed simultaneously to the ports P2 and P3. The port vector assigned to the multicast data packet is entered by the computer unit of the switch in the address table ATU.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

  • H1 NetzwerkteilnehmerH1 network participants
  • H2 NetzwerkteilnehmerH2 network participant
  • H3 NetzwerkteilnehmerH3 network participants
  • S1 SwitchS1 switch
  • P1 Port 1/EingangsportP1 port 1 / input port
  • P2 Port 2/AusgangsportP2 port 2 / output port
  • P3 Port 3/AusgangsportP3 port 3 / output port
  • P11 Port für die Rechnereinheit/CPU-PortP11 port for the computer unit / CPU port
  • CPU RechnereinheitCPU computer unit
  • ATU AdresstabelleATU address table
  • MAC MAC-AdresseMAC MAC address
  • PMAC Pseudo MAC-AdressePMAC pseudo MAC address
  • Portvektor 00000000000, 00000000100Port vector 00000000000, 00000000100
  • Zeitstempel static, 00:00:12, 00:00:15Timestamp static, 00:00:12, 00:00:15

Claims (5)

Verfahren zur Übermittlung von Multicast-Datenpaketen durch einen Switch (S), – wobei der Switch (S) Multicast-Frames über zumindest einen Eingangsport (P1) von einem Absender (H1) empfängt und die Multicast-Frames über zumindest einen Ausgangsport (PA) an einen Empfänger (H2, H3) weiterleitet, – wobei der Switch (S) einen Speicherbaustein umfasst, in dem eine Adresstabelle (ATU) gespeichert ist, – wobei in der Adresstabelle (ATU) eine MAC-Adresse (MAC) eines Netzwerkteilnehmers (H1, H2, H3) und ein dazugehöriger Portvektor eingetragen wird, wobei der Portvektor den Port (P1, P2, P3) beschreibt über den der Netzwerkteilnehmer (H1, H2, H3) erreicht wird, – und wobei der Switch (S) eine Rechnereinheit (CPU) umfasst, welche die Einträge in der Adresstabelle (ATU) vornimmt dadurch gekennzeichnet, dass – die vom Absender (H1) am Eingangsport (P1) eingehenden Multicast-Frames an die Rechnereinheit (CPU) weitergeleitet werden – und die Rechnereinheit (CPU) das Multicast-Datenpaket in die Adresstabelle (ATU) einträgt, – und die Rechnereinheit (CPU) als zugehörigen Portvektor einen Nullvektor für das Multicast-Datenpaket einträgt, so dass die eingehenden Multicast-Frames an keinen Ausgangsport (P1, P2, P3) mehr weitergeleitet werden, – und die Rechnereinheit (CPU) eine Anfrage von zumindest einem Empfänger (H2, H3) zu den Multicast-Daten empfängt, – und der dem Multicast-Datenpaket zugeordnete Nullvektor in der Adresstabelle (ATU) durch einen Ausgangsvektor ersetzt wird, der den Ausgangsport (P2, P3) darstellt, über den der zumindest eine Empfänger (H2, H3) erreicht wird.Method for transmitting multicast data packets by a switch (S), - wherein the switch (S) receives multicast frames via at least one input port (P1) from a sender (H1) and the multicast frames via at least one output port (PA) to a receiver (H2, H3), - wherein the switch (S) comprises a memory module in which an address table (ATU) is stored, - wherein in the address table (ATU) a MAC address (MAC) of a network participant (H1 , H2, H3) and an associated port vector is entered, the port vector describing the port (P1, P2, P3) via which the network subscriber (H1, H2, H3) is reached, and wherein the switch (S) is a computer unit ( CPU) which carries out the entries in the address table (ATU), characterized in that - the multicast frames incoming from the sender (H1) at the input port (P1) are forwarded to the computer unit (CPU) - and the computer unit (CPU) multicast D enters the data table in the address table (ATU), and the computer unit (CPU) enters a zero vector for the multicast data packet as the associated port vector so that the incoming multicast frames are no longer forwarded to any output port (P1, P2, P3). and the computer unit (CPU) receives a request from at least one receiver (H2, H3) for the multicast data, - and the null vector associated with the multicast data packet in the address table (ATU) is replaced by an output vector representing the output port (P2 , P3), via which the at least one receiver (H2, H3) is reached. Verfahren zur Übermittlung von Multicast-Datenpaketen durch einen Switch (S) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Multicast-Frames in einem IPv4-Format vorliegen, und die Rechnereinheit des Switch eine Pseudo MAC-Adresse (PMAC) aus der IPv4-Adresse der Multicast-Frames berechnet.Method for the transmission of multicast data packets by a switch (S) according to claim 1, characterized in that the multicast frames are in an IPv4 format, and the computer unit of the switch a pseudo MAC address (PMAC) from the IPv4 address of Calculates multicast frames. Verfahren zur Übermittlung von Multicast-Datenpaketen durch einen Switch (S) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (CPU) für die Multicast-Datenpakete zusätzlich zur Pseudo MAC-Adresse (PMAC) und dem dazugehörigen Portvektor einen statischen Zeitstempel (static) in die Adresstabelle (ATU) einträgt.Method for the transmission of multicast data packets by a switch (S) according to one of the preceding claims, characterized in that the computer unit (CPU) for the multicast data packets in addition to the pseudo MAC address (PMAC) and the associated port vector a static time stamp (static ) in the address table (ATU). Verfahren zur Übermittlung von Multicast-Datenpaketen durch einen Switch (S) nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass sobald in der Adresstabelle (ATU) n statische Zeitstempel (static) eingetragen sind, die Rechnereinheit den Zeitstempel (static) von n–m Multicast-Datenpaketen in einen definierten Zeitstempel ändert.Method for the transmission of multicast data packets by a switch (S) according to the preceding claim, characterized in that n static time stamps (static) are entered in the address table (ATU), the computer unit the time stamp (static) of n-m multicast data packets changes to a defined timestamp. Datenträger, der eine Software umfasst, die den Switch zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 befähigt.A data carrier comprising software that enables the switch to perform the method of claim 1.
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